JP5233500B2 - Power supply control circuit and power supply control method for portable electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、携帯電話機等の二次電池を動作電源とする携帯型電子機器における各機能部への供給電源を制御する技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling a power supply to each functional unit in a portable electronic device using a secondary battery such as a mobile phone as an operation power supply.
携帯電話機等の携帯型電子機器は、その機能面において高性能化及び多機能化が進んでおり、機器に収容される機能デバイスの種類および数も多く、消費する電力も多くなっている。携帯型電子機器では電源として二次電池が用いられるが、電池を電源とする場合、その出力電圧が使用時間とともに低下していくので、それに対応する電源制御が必要となる(特許文献1〜5等参照)。
Mobile electronic devices such as mobile phones have been improved in performance and functionality in terms of their functions, and there are many types and numbers of functional devices accommodated in the devices, and power consumption is also increasing. In a portable electronic device, a secondary battery is used as a power source. However, when the battery is used as a power source, the output voltage decreases with the use time, so that power control corresponding to the output voltage is required (
一般的に携帯電話機などでは電池の残容量の段階表示を行うために、AD変換回路を用いて定期的に電池電圧の監視を行っている。AD変換回路からの取得値から電池の残容量を表示するが、放電が進み最終的に携帯電話機としての動作電圧以下になると、ユーザに充電を促す表示を行い、システム全体としてはスリープ状態になる。 In general, a cellular phone or the like regularly monitors a battery voltage using an AD conversion circuit in order to display a stage of the remaining battery capacity. The remaining battery capacity is displayed based on the value acquired from the AD converter circuit, but when the discharge progresses and eventually becomes lower than the operating voltage of the mobile phone, a display prompting the user to charge is displayed, and the entire system enters a sleep state. .
一方、最近の携帯通信機器においては、低電圧時の動作を保障するため、電池電圧を監視するためのボルテージディテクタが、電源制御のひとつとして広く活用されている。携帯通信機器などは多機能化により複数のボルテージディテクタが常時、電源電圧を監視し、ある一定の電圧を検出することにより各機能に必要な電源をOn/Offしている。 On the other hand, in recent mobile communication devices, a voltage detector for monitoring battery voltage is widely used as one of power supply controls in order to ensure operation at a low voltage. In portable communication devices and the like, a plurality of voltage detectors constantly monitor the power supply voltage due to the multi-function, and the power necessary for each function is turned on / off by detecting a certain voltage.
その際、電池電圧が通信機器としての動作可能電圧を下まわったときに、ある特定の機能は動作させる必要性が要求される場合がある。例えば、定期券等の機能にも利用されるフェリカ(FeliCa 登録商標)等の非接触型ICカード機能が搭載されている場合、電車に乗車している間に携帯通信機器が利用され、電池を消費した場合にも、改札を出るための電力を確保しておく必要がある。そのため電池電圧が、携帯通信機器としての動作可能電圧を下まわったとしても、特定のデバイスだけは動作可能にするように電源システムを構成しなければならなくなってきている。 At that time, when the battery voltage falls below the operable voltage of the communication device, there is a case where a certain function needs to be operated. For example, if a non-contact IC card function such as FeliCa (registered trademark), which is also used for functions such as commuter passes, is installed, the mobile communication device is used while riding the train, and the battery is Even when it is consumed, it is necessary to secure power to exit the ticket gate. Therefore, even if the battery voltage falls below the operable voltage as a portable communication device, it is necessary to configure the power supply system so that only a specific device can operate.
図8は、従来の携帯通信機器の電源システム構成を示すブロック図であり、Liイオンタイプのメイン電池1、その電池電圧を監視しているボルテージディテクタ20,30、各デバイスに電源を供給するためのシステム用電源回路4、ベースバンド制御などの通信系のデバイス5、LCDのディスプレイなどの表示系デバイス6、I/Oなどのインターフェース7、音源やカメラなどのアプリケーション用のデバイス8、CPUやメモリなどの制御系デバイス90、キー入力などのデータ入力部10、フェリカや時計機能などシステムがシャットダウンした後でも駆動する低電圧駆動デバイス12、その低電圧駆動デバイスに対する電源回路13で構成されている。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a power supply system of a conventional portable communication device, for supplying power to the Li ion type
システム電源用のボルテージディテクタ20は、メイン電池1の電池電圧を監視し、電池電圧が所定の電圧(以下、解除電圧という)以上となったとき、システム用電源回路4をONにする制御を行って、それに接続されるデバイスに対してメイン電池1の電源を供給し、電池電圧が所定の電圧(以下、検出電圧という)以下となったとき、システム用電源回路4をOFFにする制御を行って、それに接続されるデバイスをシャットダウンする。
The
また低電圧駆動デバイス用のボルテージディテクタ30は、メイン電池1の電池電圧を監視し、電池電圧が低電圧駆動デバイスを動作可能にする所定の電圧(以下、解除電圧という)以上となったとき、低電圧駆動デバイス用電源回路13をONにする制御を行って、低電圧駆動デバイス12に対してメイン電池1の電源を供給し、電池電圧が所定の電圧(以下、検出電圧という)以下となったとき、低電圧駆動デバイス用電源回路13をOFFにする制御を行って、低電圧駆動デバイス12をシャットダウンする。
The
図9は、上記従来の携帯通信機器等の電源システムで用いられているシステム電源用のボルテージディテクタ20および低電圧駆動デバイス用のボルテージディテクタ30の一例を示す回路構成図である。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing an example of a
これらのボルテージディテクタは、電池電圧が上記検出電圧を下回った場合、出力の信号をH→Lにして電源をOFFにし、逆に電池電圧が上記解除電圧を上回った場合、出力の信号をL→Hにして電源をONにする制御を行う。電池電圧がゆれたりして検出と解除の繰り返しを防ぐことと、ノイズ等による誤検出を防ぐために検出電圧と解除電圧では、解除電圧>検出電圧の関係を保つようにヒステリシスを持たせている一般的なものである(特許文献1、2、4等参照)。
When the battery voltage falls below the detection voltage, these voltage detectors turn the output signal from H → L to turn off the power, and conversely, when the battery voltage exceeds the release voltage, the output signal changes from L → Control to turn on the power by setting to H. In order to prevent repeated detection and release due to fluctuations in battery voltage, and to prevent false detection due to noise, etc., the detection voltage and release voltage have hysteresis so that the relationship of release voltage> detection voltage is maintained. (See
図9の例では、システム用電源回路4をONにするための解除電圧は、抵抗201及び抵抗202と抵抗203との分圧比で決められ、システム電源回路4をOFFにするための検出電圧は、抵抗202と抵抗203の分圧比で決められる。また、同様に低電圧駆動デバイス用電源回路13をONにするための解除電圧は、抵抗301及び抵抗302と抵抗303との分圧比で決められ、低電圧駆動デバイス用電源回路13をOFFにするための検出電圧は、抵抗302と抵抗303の分圧比で決められる。
In the example of FIG. 9, the release voltage for turning on the system power supply circuit 4 is determined by the voltage dividing ratio of the
即ち、比較器204,304の入力電圧が基準電圧205,305よりも低い場合には、比較器204,304の出力信号はH(ボルテージディテクタ20,30の出力はL)となるためFET207,307はOFFとなる。従って、基準電圧発生回路205,305の基準電圧をVREF、抵抗201、202、203、301、302、303の抵抗値を、それぞれ、R201、R202、R203、R301、R302、R303とすると、メイン電池1を充電してシステム用電源回路4、低電圧駆動デバイス用電源回路13をONにするための解除電圧はそれぞれ、
VREF(R201+R202+R203)/R203
VREF(R301+R302+R303)/R303
となる。
That is, when the input voltages of the
V REF (R 201 + R 202 + R 203 ) / R 203
V REF (R 301 + R 302 + R 303 ) / R 303
It becomes.
電池1が充電されて、その電圧が上記解除電圧を上回ると比較器204,304の出力信号はL(ボルテージディテクタ20,30の出力はH)となってFET207,307はONとなり、抵抗201,301が短絡されるため、比較器204,304へ入力される電池電圧の分圧比は大きくなる。従ってその後、携帯通信機器の使用に伴う電池の消費により電池電圧が低下し、システム用電源回路4、低電圧駆動デバイス用電源回路13をOFFにする上記検出電圧はそれぞれ、
VREF(R202+R203)/R203
VREF(R302+R303)/R303
となる。
When the
V REF (R 202 + R 203 ) / R 203
V REF (R 302 + R 303 ) / R 303
It becomes.
ボルテージディテクタ30の解除電圧と検出電圧は、それぞれボルテージディテクタ20の解除電圧と検出電圧よりも低い値に設定される。
The release voltage and detection voltage of the
図10は、従来のボルテージディテクタ20、30におけるシステムの起動とシャットダウン制御の動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 10 is a timing chart showing system start-up and shutdown control operations in the
図8〜図10において、ボルテージディテクタ20,30の出力信号がLのときFET207,307はOFFとなっている。メイン電池1の電圧が充電などで上昇し、先ず、ボルテージディテクタ30の解除電圧を超えるとボルテージディテクタ30の出力信号がL→Hに、FET307はOFF→ONとなり、低電圧駆動のデバイスがONする。さらにメイン電池1の電圧が上昇して、ボルテージディテクタ20の解除電圧を超えるとボルテージディテクタ20の出力信号がL→Hに、FET207はOFF→ONとなり、システムのデバイスがONする。
8 to 10, when the output signals of the
次にユーザによる携帯通信機器の操作等で電池の放電が進んで電池電圧が低下し、電池電圧がボルテージディテクタ20の検出電圧を下回るとボルテージディテクタ20の出力信号がH→Lに、FET207はON→OFFとなり、システムの電源がOFFとなって、シャットダウンする。さらにメイン電池1の電圧が低下して、ボルテージディテクタ30の検出電圧を下回るとボルテージディテクタ30の出力信号もH→Lに、307はON→OFFとなり、低電圧駆動のデバイスの電源がOFFとなって、シャットダウンする。
Next, when the battery is discharged due to the user operating the mobile communication device or the like, the battery voltage drops. When the battery voltage falls below the detection voltage of the
その際、先ずメイン電池1の電圧がボルテージディテクタ20の検出電圧を下回ったときにシステム用電源回路4がOFFとなり、システム用電源回路4およびシステム用デバイスへの電力供給が停止され、低電圧駆動デバイス用電源回路13および低電圧駆動デバイス12にのみ電力が供給されるので消費電力は減少し、電池電圧の低下の勾配は緩やかになる。その後、電池電圧がボルテージディテクタ30の検出電圧を下回って、低電圧駆動デバイス用電源回路13への電力供給が停止されるまで、低電圧駆動デバイス12を動作させることができる。
At that time, first, when the voltage of the
上記従来技術によれば、メイン電池1の電池電圧が携帯通信機器としての動作可能な検出電圧を下まわってシステム電源4がOFFとなっても、フェリカ等の低電圧駆動デバイス用電源13は、暫くの間ON状態を維持することができるので、その間、低電圧駆動デバイス12の使用を継続させることが可能となる。
According to the above prior art, even when the system power supply 4 is turned off because the battery voltage of the
そこで、ボルテージディテクタ20の上記検出電圧をより高い電圧に設定して、早めにシステム用電源回路4をOFFにする制御を行えば、電池電圧低下の勾配が緩やかな低電圧駆動デバイス用電源13にのみ電力を供給する時間を延ばすことができ、フェリカ等の低電圧駆動デバイス12の動作時間をより長く設定することが可能であるが、そうすると、携帯通信機器システム本来の動作時間を短くしてしまう懸念があり、また上記検出電圧をより高い電圧に設定することはハードウェア上の変更を伴うという問題がある。
Therefore, if the detection voltage of the
更に、携帯通信機器は、その機能面において高性能化及び多機能化が進んでおり、機能が多くなった分、使用していないときのシステムの待機電力も増加しつつある。そのため、上記検出電圧を解除電圧に近づけると、電池電圧が検出電圧以下となってシステム電源スイッチがONからOFFに切り替えられたとき、瞬間的に電池電圧が上昇して解除電圧以上となってシステム電源スイッチのON・OFF動作が繰り返され、動作が不安定となる虞がある。これを防止するためには、上記解除電圧と検出電圧の差を大きくする必要があり、その点からも、ボルテージディテクタ20の上記検出電圧をあまり高くすることができないという問題がある。
Furthermore, the functions and functions of portable communication devices have been advanced, and the standby power of the system when not in use is increasing as the functions increase. Therefore, when the detected voltage is brought close to the release voltage, when the battery voltage becomes lower than the detected voltage and the system power switch is switched from ON to OFF, the battery voltage rises momentarily and becomes higher than the release voltage. There is a possibility that the power switch is repeatedly turned ON / OFF and the operation becomes unstable. In order to prevent this, it is necessary to increase the difference between the release voltage and the detection voltage, and there is a problem in that the detection voltage of the
本発明の目的は、上述した課題を解決することが可能な、携帯型電子機器における各機能部への供給電源を制御する技術を提供することにある。 The objective of this invention is providing the technique which controls the power supply to each function part in a portable electronic device which can solve the subject mentioned above.
本発明の携帯型電子機器の電源制御方法は、メイン電池からの電圧をメインの各種デバイスに供給するシステム用電源回路と、前記メイン電池からの電圧を低電圧駆動デバイスに供給する低電圧駆動デバイス用電源回路とを備えた携帯型電子機器の電源制御方法であって、前記メイン電池の電池電圧を監視することにより、該電池電圧が所定の第1の電圧(以下、第1解除電圧という)以上となったとき、前記システム用電源回路をONにする制御を行い、前記電池電圧が所定の第2の電圧(以下、第1検出電圧という)以下となったとき、前記システム用電源回路をOFFにする制御を行い、前記電池電圧が所定の第3の電圧(以下、第2解除電圧という)以上となったとき、前記低電圧駆動デバイス用電源回路をONにする制御を行い、前記電池電圧が所定の第4の電圧(以下、第2検出電圧という)以下となったとき、前記低電圧駆動デバイス用電源回路をOFFにする制御を行うとともに、前記システム用電源回路がONに制御されているときに前記メイン電池の電池電圧を定期的に測定し、該測定した電池電圧データが予め設定された電圧データ以下となったとき、前記第1検出電圧を所定の電圧までシフトして引き上げることを特徴とする。 A power supply control method for a portable electronic device according to the present invention includes a system power supply circuit that supplies a voltage from a main battery to various main devices, and a low-voltage drive device that supplies a voltage from the main battery to a low-voltage drive device A power supply control method for a portable electronic device including a power supply circuit for a battery, wherein the battery voltage is monitored by monitoring a battery voltage of the main battery so that the battery voltage is a predetermined first voltage (hereinafter referred to as a first release voltage). When the above is reached, control is performed to turn on the system power supply circuit. When the battery voltage falls below a predetermined second voltage (hereinafter referred to as a first detection voltage), the system power supply circuit is turned on. When the battery voltage becomes equal to or higher than a predetermined third voltage (hereinafter, referred to as a second release voltage), the control for turning on the power supply circuit for the low-voltage drive device is performed. When the battery voltage becomes equal to or lower than a predetermined fourth voltage (hereinafter referred to as the second detection voltage), the power supply circuit for the low voltage drive device is controlled to be turned off and the system power supply circuit is turned on. The battery voltage of the main battery is periodically measured when the battery voltage is controlled, and when the measured battery voltage data falls below a preset voltage data, the first detection voltage is shifted to a predetermined voltage. It is characterized by pulling up.
本発明の携帯型電子機器の電源制御回路は、メイン電池からの電圧をメインの各種デバイスに供給するシステム用電源回路と、前記メイン電池からの電圧を低電圧駆動デバイスに供給する低電圧駆動デバイス用電源回路と、前記メイン電池の電池電圧を監視し、電池電圧が所定の第1の電圧(以下、第1解除電圧という)以上となったとき、前記システム用電源回路をONにする制御を行い、前記電池電圧が所定の第2の電圧(以下、第1検出電圧という)以下となったとき、前記システム用電源回路をOFFにする制御を行うシステム電源用ボルテージディテクタと、前記メイン電池の電池電圧を監視し、電池電圧が所定の第3の電圧(以下、第2解除電圧という)以上となったとき、前記低電圧駆動デバイス用電源回路をONにする制御を行い、前記電池電圧が所定の第4の電圧(以下、第2検出電圧という)以下となったとき、前記低電圧駆動デバイス用電源回路をOFFにする制御を行う低電圧駆動デバイス用ボルテージディテクタと、前記システム用電源回路がONに制御されているときに前記メイン電池の電池電圧を定期的に測定し、該測定された電池電圧データが予め設定された電圧データ以下となったとき、前記第1検出電圧を所定の電圧まで引き上げる検出電圧シフト手段と、を備えていることを特徴とする。 A power supply control circuit for a portable electronic device according to the present invention includes a power supply circuit for a system that supplies a voltage from a main battery to various main devices, and a low-voltage drive device that supplies a voltage from the main battery to a low-voltage drive device And monitoring the battery voltage of the main battery, and controlling the system power circuit to be turned on when the battery voltage becomes equal to or higher than a predetermined first voltage (hereinafter referred to as a first release voltage). When the battery voltage becomes equal to or lower than a predetermined second voltage (hereinafter referred to as a first detection voltage), a system power supply voltage detector that controls to turn off the system power supply circuit, and the main battery Control that monitors the battery voltage and turns on the power supply circuit for the low-voltage drive device when the battery voltage becomes equal to or higher than a predetermined third voltage (hereinafter referred to as a second release voltage). And a voltage detector for a low voltage drive device that performs control to turn off the power supply circuit for the low voltage drive device when the battery voltage becomes equal to or lower than a predetermined fourth voltage (hereinafter referred to as a second detection voltage); The battery voltage of the main battery is periodically measured when the system power supply circuit is controlled to be ON, and when the measured battery voltage data is equal to or lower than preset voltage data, Detection voltage shift means for raising one detection voltage to a predetermined voltage.
本発明のプログラムは、コンピュータを、システム用電源回路がONに制御されているときに該システム用電源回路に電源を供給しているメイン電池の電池電圧を定期的に測定する手段と、該測定された電池電圧データが予め設定された電圧データ以下となったとき、前記システム用電源回路をOFFにするために前記電池電圧に設定されている検出電圧を所定の電圧までシフトして引き上げるための検出電圧シフト手段として機能させることを特徴とする。 The program according to the present invention includes a computer that periodically measures the battery voltage of a main battery that supplies power to the system power supply circuit when the system power supply circuit is controlled to be ON. When the detected battery voltage data is equal to or lower than the preset voltage data, the detection voltage set for the battery voltage is shifted to a predetermined voltage and turned up to turn off the system power supply circuit. It is made to function as a detection voltage shift means.
本発明では、監視しているボルテージディテクタの検出電圧を能動的に制御することにより、意図的にシステムをシャットダウン可能にする手段を備えているので、シャットダウン後のシステムのスリープ時における待機電力分を、低電圧で動作するデバイスの駆動に割り当てることができ、フェリカなどの低電圧で動作するデバイスの動作時間を延ばすことができる。 In the present invention, since the system can be intentionally shut down by actively controlling the detection voltage of the monitored voltage detector, the standby power during sleep of the system after the shutdown is reduced. It can be assigned to drive a device operating at a low voltage, and the operating time of a device operating at a low voltage such as Felica can be extended.
また、携帯通信機器の動作可能電圧範囲はその閾値を自由に変更出来るため、システム側のデバイスの低動作電圧化にプログラマブルに対応することが可能である。 In addition, since the threshold voltage of the operable voltage range of the portable communication device can be freely changed, it is possible to programmably cope with the lower operating voltage of the device on the system side.
図1は、本発明の実施形態を示す携帯通信機器の電源システム構成を含む概略ブロック図である。 FIG. 1 is a schematic block diagram including a power supply system configuration of a portable communication device showing an embodiment of the present invention.
本実施形態の携帯通信機器は、Liイオンタイプのメイン電池1、その電池電圧を監視しているボルテージディテクタ2,3、各デバイスに電源を供給するためのシステム用電源回路4、ベースバンド制御などの通信系のデバイス5、LCDのディスプレイなどの表示系デバイス6、I/Oなどのインターフェース7、音源やカメラなどのアプリケーション用のデバイス8、CPUやメモリなどの制御系デバイス9、キー入力などのデータ入力部10、制御系デバイス9の指示で電池電圧や温度などを測定するA/Dコンバータ11、フェリカや時計機能などシステムがシャットダウンした後でも駆動する低電圧駆動デバイス12、その低電圧駆動デバイスに対する電源13で構成される。
The portable communication device of this embodiment includes a Li-ion type
システム電源用のボルテージディテクタ2は、メイン電池1の電池電圧を監視し、電池電圧が所定の電圧(以下、解除電圧という)以上となったとき、システム用電源回路4をONにする制御を行って、それに接続されるデバイスに対してメイン電池1の電源を供給し、電池電圧が所定の電圧(以下、検出電圧という)以下となったとき、システム用電源回路4をOFFにする制御を行って、それに接続されるデバイスをシャットダウンするとともに、制御系デバイス9から検出電圧シフトの指示を受けたとき、上記検出電圧を所定の電圧までシフトして引き上げる機能を有している。
The
制御系デバイス9は、システム用電源回路4がONに制御されているとき、A/Dコンバータ11を定期的に動作させて、メイン電池1の電池電圧データを測定し、取得した電池電圧データが予め設定された電圧データ以下となったとき、システム電源用のボルテージディテクタ2に対して、上記検出電圧を所定の電圧まで引き上げるための制御信号を出力する。制御系デバイス9の上記動作は、ユーザから上記検出電圧のシフト指示を受けたとき、制御系デバイス9内のメモリに格納された上記検出電圧をシフトするためのプログラムを実行することにより実現される。
When the system power supply circuit 4 is controlled to be ON, the control system device 9 periodically operates the A /
低電圧駆動デバイス用のボルテージディテクタ3は、メイン電池1の電池電圧を監視し、電池電圧が低電圧駆動デバイスを動作可能にする所定の電圧(以下、解除電圧という)以上となったとき、低電圧駆動デバイス用電源回路13をONにする制御を行って、低電圧駆動デバイス12に対してメイン電池1の電源を供給し、電池電圧が所定の電圧(以下、検出電圧という)以下となったとき、低電圧駆動デバイス用電源回路13をOFFにする制御を行って、低電圧駆動デバイス12をシャットダウンする。
The
図2は、本実施形態の携帯通信機器用電源システムで用いられるシステム電源用のボルテージディテクタ2および低電圧駆動デバイス用のボルテージディテクタ3の一例を示す回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing an example of a
本実施形態におけるシステム電源用のボルテージディテクタ2は、図8に示す従来のシステム電源用のボルテージディテクタ20に対して、分圧用の抵抗として、抵抗208を追加するとともに制御系デバイス9からの制御信号によりこの抵抗208を強制的に短絡することによって、上記検出電圧を所定の電圧までシフトさせて引き上げるためのSW209を備えた構成となっている。抵抗210はシステムがシャットダウン状態のときに、制御信号が不定になり検出電圧、解除電圧がSW209の状態によって変化するのを防ぐためのものである。
The system power
低電圧駆動デバイス用のボルテージディテクタ3は、図8に示す従来の低電圧駆動デバイス用のボルテージディテクタ30と同様の構成を有している。本実施形態におけるシステム電源用のボルテージディテクタ2および低電圧駆動デバイス用のボルテージディテクタ3の、図8に示す従来のシステム電源用のボルテージディテクタ20および低電圧駆動デバイス用のボルテージディテクタ30と動作上共通する部分の構成については、説明を省略する。
The
図3は、本実施形態のボルテージディテクタにおけるシステムの起動とシャットダウン制御の動作を示すタイミングチャートである。以下、図1〜図3を参照して、本実施形態の動作について説明する。 FIG. 3 is a timing chart showing system start-up and shutdown control operations in the voltage detector of this embodiment. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.
ボルテージディテクタ2,3の出力信号がLのとき、FET207,307はOFF、SW209はOFFとなっており、比較器204,304の電池電圧入力端には、メイン電池1の電池電圧を抵抗201及び抵抗202と抵抗203及び抵抗208とで分圧された電圧、メイン電池1の電池電圧を抵抗301及び抵抗302と抵抗303とで分圧された電圧がそれぞれ入力されている。
When the output signals of the
メイン電池1の電圧が充電などで上昇し、先ず、ボルテージディテクタ3の解除電圧を超えるとボルテージディテクタ3の出力信号がL→Hに、FET307はOFF→ONとなり、低電圧駆動のデバイス12に動作電源が供給される。さらにメイン電池1の電圧が上昇して、ボルテージディテクタ2の解除電圧を超えるとボルテージディテクタ2の出力信号がL→Hに、FET207はOFF→ONとなり、システム電源4に接続された各デバイスに動作電源が供給される。
When the voltage of the
また、制御系デバイス9は、A/Dコンバータ11を定期的に動作させ、A/Dコンバータ11でデジタルデータに変換されたメイン電池1の電池電圧データを定期的に測定し、予め設定された電圧データと比較する。なお図3では、予め設定された電圧データがボルテージディテクタ2の上記解除電圧と等しい値に設定されている場合として説明する。
Further, the control system device 9 periodically operates the A /
次にユーザによる携帯通信機器の操作等で電池の放電が進んで電池電圧が降下し、A/Dコンバータ11で測定されたメイン電池1の電池電圧のデータが前記予め設定された電圧データ(実施例では解除電圧)以下となったとき、制御系デバイス9からシステム電源用のボルテージディテクタ2に対して、上記検出電圧を所定の電圧まで引き上げるための検出電圧シフト信号が出力される。
Next, the battery is discharged due to the user's operation of the mobile communication device and the like, and the battery voltage drops, and the battery voltage data of the
システム電源用のボルテージディテクタ2は、この検出電圧シフト信号が入力されたとき、SW209をOFFからONに切り替えて抵抗208を短絡する。これにより、上記検出電圧は、
VREF(R202+R203+R208)/(R203+R208)
から
VREF(R202+R203)/R203
に引き上げられる。
When this detection voltage shift signal is input, the
V REF (R 202 + R 203 + R 208 ) / (R 203 + R 208 )
To V REF (R 202 + R 203 ) / R 203
To be raised.
システム電源用のボルテージディテクタ2の比較器204は、メイン電池1の電池電圧が、引き上げられた上記検出電圧以下となったとき、ボルテージディテクタ2の出力信号をH→Lに、FET207をON→OFFに切り替えることにより、低電圧デバイス以外のシステムをシャットダウンする。これにより、システム電源回路4側で消費される待機電力を削減することができ、電池電圧の低下の勾配が緩やかな低電圧デバイスの動作時間を従来技術よりも長くすることができる。
The
なおこのとき、引き上げた検出電圧は、解除電圧以上でも問題はないが、検出電圧を引き上げるときの電池電圧は、解除電圧以下のほうが望ましい。 At this time, there is no problem even if the detection voltage raised is higher than the release voltage, but the battery voltage when raising the detection voltage is preferably lower than the release voltage.
電池電圧が解除電圧より大きいときに検出電圧を引き上げた場合、一次的には、SW209がONとなって比較器204に入力される分圧電圧が基準電圧以下となって、ディテクタ出力がH→Lになり、システムがシャットダウンされるが、そのときにSW209がOFFするため、ディテクタ2はその電池電圧をモニタすることにより、解除電圧以上であることを検出して再び、ディテクタ出力をL→Hにしてしまい、引き上げた検出電圧と、解除電圧との間での検出・解除の繰り返し動作が生ずることがある。それを避けるために、電池電圧が解除電圧以下となったときに検出電圧の引き上げを行うのが望ましい。
When the detection voltage is raised when the battery voltage is higher than the release voltage, the SW209 is first turned ON and the divided voltage input to the
その後、電池電圧がボルテージディテクタ3の検出電圧を下回った時点で、低電圧駆動デバイス用電源回路13への電力供給も停止される。
Thereafter, when the battery voltage falls below the detection voltage of the
図4は、本実施形態において、ADコンバータ11を用いて電池電圧をモニタし、ボルテージディテクタ2に対して検出電圧シフト信号を送出する構成部分を示しており、図5は、図4の構成をもとに、解除電圧以下になったら検出電圧シフトの信号を送出する電源制御設定シーケンスを示している。以下、図4〜図5を参照して本実施形態における検出電圧シフト信号送出動作について詳細に説明する。
FIG. 4 shows a configuration part for monitoring the battery voltage using the
制御部9はADコンバータ11に対して、電池電圧をモニタするように、リクエスト信号を送出する(A1)。ADコンバータ11はこのリクエスト信号に従って、メイン電池1の電池電圧を入力してA/D変換する(A2)。制御部9はA/Dコンバータ11から電池電圧のAD変換データを取得し(A3)、そのデータと、予め設定された電圧データとの比較を行う(A4)。この場合、予め設定された電圧データは、ボルテージディテクタ2の解除電圧以下でかつ、SW209によりシフトされた検出電圧以下であることが望ましい。
The controller 9 sends a request signal to the
これは、確実にシャットダウンが発生できることと、シャットダウンと解除が、ほぼ同時に発生することを回避するためであるが、実際は、ディテクタ側でシフトした場合の検出電圧、AD変換データにはばらつきによる誤差があり、システムシャットダウンしない場合は、再トライを繰り返すことで、充電を開始しない限りいずれはシャットダウンが発生する。 This is to ensure that the shutdown can occur and to avoid the simultaneous occurrence of the shutdown and release, but in reality, there is an error due to variations in the detection voltage and AD conversion data when shifted on the detector side. Yes, if the system does not shut down, repeated retry will eventually cause a shutdown unless charging is started.
取得した電池電圧データが、予め設定されたデータより高いと判断された場合(A4,No)は、再度一定時間後にAD変換の要求を行う(A1に戻る)。逆に電池電圧データが、予め設定されたデータより低いと判断された場合(A4,Yes)は、制御部9からボルテージディテクタ2に対して検出電圧シフト信号を送出する(A5)。このことにより、ボルテージディテクタ2において、検出電圧が高いほうにシフトされ、電池電圧との比較が行われる(A6)。このとき、電池電圧がシフトされた検出電圧より高ければ(A6,No)、システムのシャットダウンが行われずに、再度一定時間後にAD変換の要求を行う。
When it is determined that the acquired battery voltage data is higher than the preset data (A4, No), an AD conversion request is made again after a predetermined time (returns to A1). Conversely, when it is determined that the battery voltage data is lower than the preset data (A4, Yes), a detection voltage shift signal is sent from the control unit 9 to the voltage detector 2 (A5). As a result, in the
この場合、検出シフト信号を解除し、検出電圧を戻しておく(A7)。これは、シャットダウンの処理を行わなくなった場合にシフトしたままの検出電圧である状態を回避するためである。逆に、電池電圧がシフトされた検出電圧より低い場合(A6,Yes)には、ボルテージディテクタ2からOFF信号が出力され、システムがシャットダウンされる(A8)。そのことにより、システム自体の消費電流が無くなり、低電圧で駆動するデバイスのみが動作状態にはいる(A9)。
In this case, the detection shift signal is canceled and the detection voltage is returned (A7). This is to avoid a state in which the detection voltage remains shifted when shutdown processing is not performed. Conversely, when the battery voltage is lower than the shifted detection voltage (A6, Yes), an OFF signal is output from the
図6では、上記の電源制御のシーケンスを、タイミングチャートを用いて示している。 In FIG. 6, the power supply control sequence is shown using a timing chart.
AD変換された電池電圧データが予め設定したデータよりも高い場合は、検出電圧シフト信号が出力されない。また、AD変換された電池電圧データが予め設定したデータより低い場合は、検出電圧シフト信号は出力されるが、実際のディテクタのシフトされた検出電圧、AD変換データとの間にバラツキなどによる誤差がある場合は、システムがシャットダウンされない場合を示している。この場合、検出電圧シフト信号はH→Lにすることで解除され、AD変換の要求がリトライされる。さらに電池電圧が下がり、シフトした検出電圧以下になるとシャットダウンが発生する。 When the AD converted battery voltage data is higher than the preset data, the detection voltage shift signal is not output. In addition, when the battery voltage data subjected to AD conversion is lower than the preset data, a detection voltage shift signal is output, but an error due to variation between the actual detection voltage shifted by the detector and the AD conversion data. If there is, it indicates that the system will not shut down. In this case, the detection voltage shift signal is canceled by changing H → L, and the AD conversion request is retried. Further, when the battery voltage decreases and falls below the shifted detection voltage, a shutdown occurs.
図7は、図5の電源制御の設定シーケンスを変更した他の実施例を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing another embodiment in which the power supply control setting sequence of FIG. 5 is changed.
ステップB1〜B3において得られた電池電圧データと予め設定されているデータで比較が行われる(B4)。電池電圧データのほうが低い場合(B4,Yes)、検出電圧のシフト信号が出力されるが(B5)、ADコンバータ11の誤差や、ボルテージディテクタ2の検出電圧のばらつきで、ディテクタ側で検出されず、シャットダウンしない場合がある(B6,No)。この場合、一度、検出電圧のシフト信号を解除して(B7)、そのときの電池電圧のデータを検出データとして設定する(B8)。
The battery voltage data obtained in steps B1 to B3 is compared with preset data (B4). When the battery voltage data is lower (B4, Yes), a detection voltage shift signal is output (B5), but it is not detected on the detector side due to errors in the
次回のAD変換によって得られた電池データと新しく設定された検出データすなわち前回の電池電圧データと比較する(B4)。新しい電池電圧データのほうが低い場合は、検出電圧のシフト信号が送出され(B5)、ボルテージディテクタ側で検出されれば(B6,Yes)、システムがシャットダウンする(B9)。逆に、ボルテージディテクタで検出されない場合(B6,No)、検出データをその時点での電池電圧データに設定して再びADコンバータへの電池電圧のモニタ要求(B1)からのシーケンスが動作し、システムがシャットダウンするまで検出データの更新が行われる。 The battery data obtained by the next AD conversion is compared with newly set detection data, that is, the previous battery voltage data (B4). If the new battery voltage data is lower, a detection voltage shift signal is sent (B5), and if detected on the voltage detector side (B6, Yes), the system shuts down (B9). On the contrary, when the voltage detector does not detect (B6, No), the detection data is set to the battery voltage data at that time, and the sequence from the battery voltage monitor request (B1) to the AD converter operates again. The detection data is updated until is shut down.
次回からこのシーケンスが動作するときは、最終的に設定された検出データ値が、AD変換された電池電圧データとの比較データになるため、ADコンバータのばらつき誤差や、ディテクタの検出電圧の誤差によるシーケンスの戻りがなくなり、検出電圧のシフト信号が送出されると必ずシステムがシャットダウンするようになる。 When this sequence is operated from the next time, the finally set detection data value becomes comparison data with the battery voltage data after AD conversion. Therefore, it depends on the variation error of the AD converter and the detection voltage error of the detector. The system shuts down whenever there is no sequence return and a shift signal of the detection voltage is sent.
1 メイン電池
2,20 システム電源用のボルテージディテクタ
3,30 低電圧駆動デバイス電源用のボルテージディテクタ
4 システム電源
5 通信系デバイス
6 表示系デバイス
7 I/O
8 アプリケーション用デバイス
9 制御系デバイス(CPU,メモリ等)
10 データ入力部
11 A/Dコンバータ
12 低電圧駆動デバイス
13 低電圧駆動デバイス用電源
201,202,203,208,210,301,302,303 抵抗
204,304 比較器
205,305 基準電圧
206,306 インバータ
207,307 FET
209 スイッチ
DESCRIPTION OF
8 Application devices 9 Control system devices (CPU, memory, etc.)
DESCRIPTION OF
209 switch
Claims (12)
前記メイン電池の電池電圧を監視することにより、該電池電圧が所定の第1の電圧(以下、第1解除電圧という)以上となったとき、前記システム用電源回路をONにし、前記電池電圧が所定の第2の電圧(以下、第1検出電圧という)以下となったとき、前記システム用電源回路をOFFにするヒステリシス制御を行い、前記電池電圧が所定の第3の電圧(以下、第2解除電圧という)以上となったとき、前記低電圧駆動デバイス用電源回路をONにし、前記電池電圧が所定の第4の電圧(以下、第2検出電圧という)以下となったとき、前記低電圧駆動デバイス用電源回路をOFFにするヒステリシス制御を行うとともに、前記システム用電源回路がONに制御されているときに前記メイン電池の電池電圧を定期的に測定し、該測定した電池電圧データが予め設定された電圧データ以下となったとき、前記第1検出電圧を所定の電圧までシフトして引き上げることを特徴とする電源制御方法。 A power supply for a portable electronic device comprising a power supply circuit for a system that supplies a voltage from a main battery to various main devices and a power supply circuit for a low-voltage drive device that supplies the voltage from the main battery to a low-voltage drive device A control method,
By monitoring the battery voltage of the main battery, when the battery voltage becomes equal to or higher than a predetermined first voltage (hereinafter referred to as a first release voltage), the system power supply circuit is turned on, and the battery voltage is When the voltage falls below a predetermined second voltage (hereinafter referred to as a first detection voltage), hysteresis control is performed to turn off the system power supply circuit, and the battery voltage is set to a predetermined third voltage (hereinafter referred to as a second voltage). The low-voltage drive device power supply circuit is turned on when the battery voltage becomes equal to or lower than a predetermined fourth voltage (hereinafter referred to as second detection voltage). The hysteresis control for turning off the power supply circuit for the driving device is performed, and the battery voltage of the main battery is periodically measured when the power supply circuit for the system is controlled to be turned on. When ponds voltage data is equal to or less than a preset voltage data, the power control method characterized by raising shifts the first detection voltage to a predetermined voltage.
第1解除電圧>第2解除電圧>第1検出電圧>第2検出電圧
に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電源制御方法。 The first release voltage, the first detection voltage, the second release voltage, and the second detection voltage are:
2. The power supply control method according to claim 1, wherein the first release voltage> the second release voltage> the first detection voltage> the second detection voltage.
前記メイン電池からの電圧を低電圧駆動デバイスに供給する低電圧駆動デバイス用電源回路と、
前記メイン電池の電池電圧を監視し、電池電圧が所定の第1の電圧(以下、第1解除電圧という)以上となったとき、前記システム用電源回路をONにし、前記電池電圧が所定の第2の電圧(以下、第1検出電圧という)以下となったとき、前記システム用電源回路をOFFにするヒステリシス制御を行うシステム電源用ボルテージディテクタと、
前記メイン電池の電池電圧を監視し、電池電圧が所定の第3の電圧(以下、第2解除電圧という)以上となったとき、前記低電圧駆動デバイス用電源回路をONにする制御を行い、前記電池電圧が所定の第4の電圧(以下、第2検出電圧という)以下となったとき、前記低電圧駆動デバイス用電源回路をOFFにするヒステリシス制御を行う低電圧駆動デバイス用ボルテージディテクタと、
前記システム用電源回路がONに制御されているときに前記メイン電池の電池電圧を定期的に測定し、該測定された電池電圧データが予め設定された電圧データ以下となったとき、前記第1検出電圧を所定の電圧までシフトして引き上げる検出電圧シフト手段と、
を備えていることを特徴とする携帯型電子機器の電源制御回路。 A power supply circuit for a system that supplies a voltage from the main battery to various main devices;
A power supply circuit for a low-voltage drive device that supplies a voltage from the main battery to a low-voltage drive device;
The battery voltage of the main battery is monitored, and when the battery voltage becomes equal to or higher than a predetermined first voltage (hereinafter referred to as a first release voltage), the system power supply circuit is turned on, and the battery voltage is set to a predetermined first voltage. A system power supply voltage detector that performs hysteresis control to turn off the system power supply circuit when the voltage is equal to or lower than a voltage of 2 (hereinafter referred to as a first detection voltage);
The battery voltage of the main battery is monitored, and when the battery voltage becomes equal to or higher than a predetermined third voltage (hereinafter referred to as a second release voltage), control is performed to turn on the power supply circuit for the low voltage drive device, A voltage detector for a low voltage drive device that performs hysteresis control to turn off the power supply circuit for the low voltage drive device when the battery voltage becomes equal to or lower than a predetermined fourth voltage (hereinafter referred to as a second detection voltage);
When the system power supply circuit is controlled to be ON, the battery voltage of the main battery is periodically measured, and when the measured battery voltage data is equal to or lower than preset voltage data, the first battery voltage is measured. Detection voltage shift means for shifting the detection voltage to a predetermined voltage and pulling it up;
A power supply control circuit for a portable electronic device.
前記検出電圧シフト手段は、前記複数の分圧用抵抗の中の一つの抵抗と並列に接続されたスイッチと、前記メイン電池の電池電圧を定期的に測定する電池電圧測定手段と、該電池電圧測定手段により測定された電池電圧データが予め設定された電圧データ以下か大きいかに応じて前記スイッチをON・OFF制御する手段を備えている、
ことを特徴とする請求項5に記載の携帯型電子機器の電源制御回路。 The system power supply voltage detector switches the main voltage between a first voltage division ratio for detecting the first release voltage and a second voltage division ratio for detecting the first detection voltage. It has a plurality of voltage dividing resistors configured to give a hysteresis function,
The detection voltage shift means includes a switch connected in parallel with one of the plurality of voltage dividing resistors, battery voltage measuring means for periodically measuring the battery voltage of the main battery, and the battery voltage measurement. Means for controlling ON / OFF of the switch according to whether the battery voltage data measured by the means is less than or equal to preset voltage data;
The power supply control circuit for a portable electronic device according to claim 5.
第1解除電圧>第2解除電圧>第1検出電圧>第2検出電圧
に設定されていることを特徴とする請求項5または6に記載の携帯型電子機器の電源制御回路。 The first release voltage, the first detection voltage, the second release voltage, and the second detection voltage are:
7. The power supply control circuit for a portable electronic device according to claim 5, wherein the first release voltage> the second release voltage> the first detection voltage> the second detection voltage.
Means for periodically measuring the battery voltage of a main battery that supplies power to the system power supply circuit when the system power supply circuit is controlled to be ON; and the measured battery voltage data Functions as detection voltage shift means for shifting the detection voltage set to the battery voltage to a predetermined voltage and raising it to turn off the power supply circuit for the system when the voltage data becomes less than or equal to preset voltage data Program to let you.
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